Антиблокировочная тормозная система ABS: для чего нужна и как работает АБС

«Волга» возрождается в виде современного универсала: в Сети опубликовали первые изображения

Автоновости

Датчики вращения колес

В данном случае речь идет про небольшие компоненты, которые работают по принципу эффекта Холла. Сами по себе данные элементы располагаются на каждой ступице в автомобиле, что позволяет в полной мере отследить частоту вращения колес без погрешностей в измерениях. Также эти датчики отправляют необходимые сигналы в электронный блок управления, где данные обрабатываются в режиме реального времени.

Читайте наc:

ЭБУ

Этот компонент системы отвечает за то, чтобы тормозная система автомобиля работала в наиболее эффективном диапазоне, в зависимости от скорости движения, а также состояния дорожного покрытия. На основании полученных данных по скорости и частоте вращения колес, блок управления подбирает оптимальный вариант замедления, после чего передает необходимые импульсы на гидравлический блок, приводящий в работу электромагнитные клапаны и насос.

Гидравлический блок

В данном случае речь идет про исполнительное устройство, которое включает в себя впускные и выпускные электромагнитные клапаны, кулачковый насос с электромотором, демпфирующие камеры, а также гидроаккумуляторы. Благодаря таким компонентам, гидравлический блок может равномерно распределять нагрузку между отдельными колесами в процессе торможения автомобиля, чтобы это действие было безопасным, а сами колеса при этом не блокировались.

Если говорить про отдельные элементы гидроблока, то, к примеру, электромагнитные клапаны напрямую управляют процессом торможения на каждом отдельном контуре. Это же можно сказать и про тормозные цилиндры, которые взаимодействуют с клапанами (одним на впуск, и одним на выпуск). Таким образом, цилиндр наполняется или, наоборот, при необходимости освобождается от тормозной жидкости. Примечательно, что именно из-за этого водители автомобилей, оборудованных системой ABS, отмечают некоторые толчки при сильном воздействии на педаль тормоза. Примечательно, что для правильного функционирования с двухконтурной тормозной системой в гидравлические блоки устанавливают сразу два аккумулятора давления, а кроме того, две демпфирующие камеры.

Рассмотрим работу компонентов системы

Датчики работают по принципу магнитной индукции и прикреплены неподвижно к ступице каждого колеса, а в некоторых АБС, к редуктору заднего моста автомобиля. Они представляют собой магнитную катушку. В каждой ступице находится зубчатый венец. При вращении колес, в катушке создается ток, величина его зависит от скорости вращения. Полученные данные передаются в блок управления.

строение антиблокировочной системы

ЭБУ анализирует полученные данные, рассчитывает момент блокировки колес, давление тормозной жидкости и отдает регулирующие модулятору, для перекрывания необходимого тормозного контура.

Получив сигнал от ЭБУ, первый клапан модулятора кратковременными импульсами перекрывает доступ тормозной жидкости, регулируя тем самым давление тормозных. Если давление приближается к максимально допустимому второй электромагнитный клапан сливает тормозную жидкость в гидроаккумулятор. При нехватке жидкости, она поступает с гидроаккумулятора в магистраль.

В зависимости от типа тормозных систем существуют разные типы АБС:

  • Четырехканальная – система, в которой присутствуют 4 датчика, которые контролируют индивидуально каждое колесо, и является лучшей и самой эффективной.
  • Трехканальная – присутствуют три датчика, один на заднем мосту и по одному на передней паре колес.
  • Двухканальная система – управляет отдельно передней и задней осью. Гибрид между трех- и четырехканальной системами в зависимости от количества датчиков: три или четыре.
  • Одноканальная – установлен один датчик на заднем мосту и срабатывает при блокировке двух задних колес. Входит в комплект трехканальной системы. Самая дешевая и наименее эффективная АБС.

Самые дорогие системы – четырёхканальные, с отдельным комплексом оборудования на каждое колесо. Самые дешевые – одноканальные. Самые популярные системы АБС имеют 4 датчика и 2 модулятора, и в свою очередь являются двухканальными.

Кроме перечисленного оборудования в комплект АБС могут входить датчики и анализаторы, которые определяют состояние дорожного полотна, угол наклона дороги, сцепление с дорогой всех колес и т.д.

Варианты систем ABS

В настоящее время предлагается несколько версий ABS в зависимости от конфигурации тормозных контуров, конфигурации привода и трансмиссии, функциональных требований и бюджета. Наиболее популярным распреде­лением тормозных сил является диагональное разделение (Х-образная конфигурация тор­мозных контуров), менее популярным — раз­деление передних и задних колес (Н-образная конфигурация тормозных контуров). Конфи­гурации HI и НН (например, в Daimler Maybach) являются специализированными и редко ис­пользуются в сочетании с ABS. Варианты систем ABS различаются по количеству каналов управления и датчиков угловых скоростей колес.

4-канальная система ABS с 4 датчиками

4-канальные системы ABS с 4 датчиками (рис. «Варианты систем ABS» ) позволяют индивиду­ально регулировать тормозное давление на каждом колесе по четырем гидравлическим каналам, с разделением тормозных контуров между передними и задними колесами (для ll-образной конфигурации тормозных конту­ров) или диагональным распределением (для Х-образной конфигурации тормозных конту­ров). У каждого колеса есть свой датчик, из­меряющий угловую скорость.

Для сегмента сверхкомпактных автомо­билей с рабочим объемом двигателя до 660 куб.см (MIDGET) японского рынка был разработан сильно упрощенный вариант ABS. Он положил конец демпфирующим камерам и возвратным насосам. Небольшое количество компонентов по сравнению с традиционными системами обеспечивает значительную эко­номию, но имеет и ряд функциональных не­достатков. Производство систем этого типа постепенно прекращается.

3-канальная система ABS с 3 датчиками

Вместо привычного расположения с отдель­ным датчиком угловой скорости на каждом колесе в этом варианте у задних колес име­ется один датчик, устанавливаемый в диф­ференциале. В силу характеристик диффе­ренциала он позволяет измерять разность угловых скоростей колес с определенными ограничениями. Характеристики управления SL для задних колес, т.е. параллельное соеди­нение тормозов двух задних колес, позволяют обойтись одним гидравлическим каналом для (параллельного) регулирования давления за­дних колес.

Гидравлические 3-канальные системы требуют II-образной конфигурации тормозных конту­ров (разделение передних и задних колес).

Системы с 3 датчиками можно исполь­зовать только в автомобилях с задним при­водом, главным образом, в грузовиках. Количество автомобилей, оснащаемых такими системами, падает.

2-канальная система ABS с 1 или 2 датчиками

2-канальные системы ABS начали производить из-за небольшого количества требуемых компонентов и, соответственно, возможности экономии затрат. Их популярность была огра­ничена, так как их функциональность была не­достаточной. Эти системы сейчас практически не используются в автомобилях.

Некоторые продаваемые в США лег­кие грузовики с межосевым разделением тормозных контуров все еще оснащаются системами RWAL (Rear Wheel Anti-Lock, антиблокировочная система для задних колес) — специальными упрощенными версиями 2-канальной системы ABS, состоящими из датчика на дифференциале заднего моста и одиночного управляющего канала (без воз­вратного насоса), предотвращающего блоки­ровку задних колес. При достаточно большом тормозном давлении передние колеса все равно могут заблокироваться, что приводит к риску потери управляемости при опреде­ленных условиях.

Такая система не отвечает функциональным требованиям, предъявляемым к системам ABS Категории 1.

Использование ABS на мотоциклах

За последние годы удалось существенно сни­зить размер и массу систем ABS. В результате серийно производимые системы ABS стали привлекательной опцией для мотоциклов. Следовательно, этот класс транспортных средств сможет воспользоваться преимуще­ствами ABS как системы безопасности.

Автомобильная система для использова­ния в мотоциклах модифицируется. Вместо привычных восьми 2/2-ходовых клапанов в гидравлическом блоке у автомобилей (с Х-образной конфигурацией тормозных кон­туров), у мотоциклов обычно применяется четыре клапана. Алгоритм управления также кардинально отличается от используемого в автомобильной системе ABS.

Другие варианты системы появились в результате спроса на комбинированные тор­мозные системы (CBS), т.е. системы, в которых и передними, и задними тормозами можно управлять либо педалью, либо ручным ры­чагом, возможно в сочетании с отдельными средствами активации передних тормозов. Для этого типа требуется 3-канальный гидравличе­ский блок. Однако конструкция варианта CBS сильно зависит от модели мотоцикла.

Антиблокировочная тормозная система (АБС)

Добрый день, сегодня расскажем про очень важную систему современных автомобилей Антиблокировочная тормозная система (АБС). Процесс торможения должен быть плавным, в противном случае автомобиль может пойти юзом, и водитель потеряет контроль над его управлением. Причиной тому — скольжение заблокированных колес по дороге. Чаще всего возникает такая ситуация при резком торможении на мокрой или обледенелой поверхности.

Антиблокировочная тормозная система (АБС)

Как известно, эффективное торможение заключается в гашении скорости толчками, при которых педаль тормоза быстро нажимается и отпускается, но зачастую в момент опасности водитель об этом правиле забывает напрочь и “бьет” по тормозам со всей силы. Колеса моментально блокируются, снижается их сцепление с дорогой, начинается скольжение и автомобиль становится неконтролируемым.

Примерно 10% аварий приходятся как раз на этот случай. Чтобы предотвратить блокировку колес при экстренном торможении, была изобретена Антиблокировочная тормозная система ABS. Данное изобретение позволило спасти ни одну сотню тысяч человеческих жизней, предотвратив самые страшные аварии.

Антиблокировочная тормозная система состоит из ряда устройств, работающих в комплексе. Они передают колесам импульсы давления тормозной жидкости в самом оптимальном режиме. Это датчики на колесах, модуляторы или управляющие клапаны, а также электронный блок управления.

Датчики скорости

Эти устройства устанавливаются на ступицах колес. Происходит это следующим образом: зубчатый венец закрепляется на ступице, над торцом венца неподвижно зафиксирован датчик, состоящий из магнитного сердечника, что находится внутри катушки. Вращение колеса передает импульсы зубчатому венцу, а в его катушке индуцируется электрический ток, параметры которого отражают угловую скорость вращения колеса.

Блок управления

Вся информация с датчиков скорости поступает и обрабатывается в электронном блоке управления ЭБУ. В его задачу входит “отслеживание” тех моментов, когда может произойти блокировка колес. Как известно, это происходит при избыточном давлении тормозной жидкости в магистрали, что подводит ее к колесу. Как только электронный блок управления “заметит” это, то произойдет снижение давления.

Модуляторы или управляющие клапаны

Именно эти устройства регулируют давление в тормозной системе. Обычно команды от ЭБУ исполняют два электромагнитных клапана. При закрытии первого клапана происходит перекрывание доступа тормозной жидкости в магистраль. При открытии второго клапана тормозная жидкость беспрепятственно идет в резервуар гидроаккумулятора. Таким образом происходит регулирование давления в тормозной системе.

Антиблокировочная тормозная система

Антиблокировочная тормозная система различается по количеству каналов. Существует:

— одноканальная Антиблокировочная тормозная система ABS, в которой тормозное усилие ограничивается во всей системе; — двуканальная Антиблокировочная тормозная система ABS, когда тормозное усилие будет ограничиваться только по правым или левым колесам; — многоканальная Антиблокировочная тормозная система ABS с ограничением тормозного усилия на каждом из четырех колес.

ЕЩЁ Автостатьи,

Теория и навыки вождения

Движение накатом: мифы и реальность

Последняя Антиблокировочная тормозная система является самой дорогой и эффективной. Количество датчиков скорости, каналов и клапанов в такой системе равно количеству колес.

Автомобиль с ABS даже при экстренном торможении не уйдет с заданного курса, поможет объехать препятствие и избежать опасного заноса. Работе данной системы характерны импульсивные толчки на педали тормоза и своеобразный звук, исходящий из блока модуляторов

Важно знать, что торможение на автомобиле с антиблокировочной системой должно быть однократным и непрерывистым. Следует с усилием нажать на педаль тормоза и удерживать ее, пока ABS сама создаст наименьший тормозной путь

Антиблокировочная тормозная система дает возможность одновременно тормозить и маневрировать, а при входе и выходе из поворота тормозить эффективно и безопасно. Стоит отметить, что при срабатывании ABS происходит небольшое увеличение тормозного пути.

На сегодняшний день ABS становится многокомплексной, состоящей из разнообразных систем активной безопасности. Ее удешевление и постоянное усовершенствование в ближайшее время приведет к тому, что ABS станет неотъемлемой системой всех легковых автомобилей.

Проблемы эксплуатации ABS

Заметим, что современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций, о которых упомянем чуть ниже. Самыми же уязвимыми в схеме ABS являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей. Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в работе датчиков, которые и становятся чаще всего виновниками неполадок в работе ABS.

Кроме того, на работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок. Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля. Чтобы этого не случилось, нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Если приходится заводить двигатель методом “прикуривания” от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве “донора” собственный автомобиль, соблюдайте следующие правила. При подсоединении проводов от внешнего аккумулятора необходимо, чтобы зажигание на вашем автомобиле было выключено (ключ из замка вынут). Пусть подзарядится ваш АКБ 5-10 минут. Перед запуском вашего автомобиля «донор» нужно заглушить и выключить зажигание, только потом включать зажигание и заводить свой. Это сохранит генератор на «доноре», а многие электронные блоки на вашем автомомбиле.

Что еще? Если автомобилю потребовался ремонт с применением сварки, то перед началом работ следует отсоединить проводку от электронного блока управления ABS. Кроме того, этот блок не рекомендуется подвергать нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более двух часов. Это к тому, если автомобиль предполагается красить, а затем сушить горячим методом в специальной камере.

О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует, без тормозов автомобиль не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует. Если контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение, а при первой возможности зарядить аккумулятор. Если лампочка ABS периодически загорается и гаснет, то, скорее всего, барахлит какой-нибудь контакт в электрической цепи ABS. Автомобиль следует загнать на смотровую канаву, проверить все провода и зачистить электрические контакты. Если причина мигания лампы ABS не будет обнаружена, то дальнейшие поиски неисправности следует продолжить в специализированном автосервисе.

Существует ряд особенностей, связанных с обслуживанием или ремонтом тормозной системы с ABS. Например, перед заменой тормозной жидкости следует разрядить аккумулятор давления в гидроблоке ABS. Для этого при выключенном зажигании необходимо раз двадцать нажать на педаль тормоза.

Принципиальная схема АБС в автомобиле

Поскольку тормоза легкового автомобиля приводит в действие гидравлическая система, то для предотвращения блокировок потребуется снижать в ней давление. Для этого используется специальный клапан, который в обычном состоянии закрыт, но способен открываться и пропускать через себя тормозную жидкость, если на него подать электрический сигнал.

Давление от главного тормозного цилиндра, создаваемое ножной педалью с дополнительным усилителем, передаётся к исполнительному механизму, в роли которого выступает рабочий тормозной цилиндр, через ещё один клапан, называемый впускным. Он нормально открытый, то есть закрывается только при подаче на него напряжения.

Впускной и выпускной клапаны работают под управлением программы, причём возможен момент, когда они оба закрыты. Это переходный этап, когда колесо только начинает проскальзывать, давление в его цилиндре ещё не уменьшается, но уже и не увеличивается. Система оценивает результат и принимает решение, добавлять давление или уменьшать.

Для сглаживания пульсаций давления в системе и быстрого перемещения объёмов жидкости в гидромеханическом блоке используются электрогидравлический насос и гидроаккумулятор давления. Аккумулятор способен поддерживать давление постоянным, принимая или сбрасывая избытки жидкости, а насос значительно ускоряет быстродействие системы. Существовали и предельно упрощенные АБС, где эти узлы отсутствовали.

На каждом колесе (не считая ранних и упрощённых версий) установлены датчики вращения. Обычно это простейший, но очень надёжный прибор, работающий с использованием электромагнитной индукции. Постоянный магнит с намотанной на него катушкой одним из своих полюсов расположен вблизи зубчатого венца, вращающегося вместе с колесом автомобиля. На прохождение мимо него каждого зубца датчик реагирует электрическим импульсом. Частота сигнала пропорциональна скорости вращения, а значит и скорости автомобиля в отсутствие пробуксовок, с известным коэффициентом. Сигнал по экранированной проводке поступает далее на оцифровку.

Управляет системой электронный блок. Это микрокомпьютер, который собирает информацию от датчиков вращения колёс, датчика скорости автомобиля и бортовой шины данных автомобиля. Чаще всего используются два микропроцессора, работающие по общей шине. Блок имеет обычную для компьютеров конфигурацию с оперативной и постоянной памятью, периферийными устройствами и силовыми ключами.

Требования по надёжности, предъявляемые к тормозам, заставляют применять дублирование основных узлов и механизмов. Чаще всего применяются два независимых контура, различаются лишь схемы их подключения к колёсам. Поэтому в реальных конструкциях число деталей может быть разным.

В настоящее время наиболее типовой стала четырёхканальная система с разделением дублирующих контуров по диагонали. То есть на каждое колесо имеется свой датчик вращения и пара клапанов, а в общий гидроблок интегрированы по два разделённых по контурам насоса и гидроаккумулятора. Один контур обслуживает правое переднее и левое заднее колёса, второй соответственно левое переднее и правое заднее.

При отказе любого из контуров всегда при торможении будет задействовано одно переднее и одно заднее колёса, а стабильность торможения обеспечивается как работой АБС, так и конструкцией передней подвески с отрицательным плечом обката.

Общее описание и принцип действия

Начнем с того, что расшифровывается указанная в заголовке аббревиатура как антиблокировочная система. На сегодняшний день она стала чуть ли не синонимом более привычного понятия «тормозная система». Ее действие происходит именно в тот момент, когда водитель нажимает своей ногой на педаль тормоза. Необходимость экстренного торможения может возникнуть в любую секунду — например, выскочил человек на дорогу или показался не закрытый канализационный люк. Иногда приходится в буквальном смысле за долю секунды заставить свой автомобиль остановиться. Как работает в таком случае славноизвестная АБС?

Если Ваша машина такой системой не оснащена, то она будет тормозить за счет того, что колодки прижимаются к тормозному диску или барабану. При этом положение колес не позволяет изменить траекторию, чтобы уйти от препятствия. В отличие от классической конструкции АБС не блокирует сами колеса, а это значит, что остается возможность выполнения маневра в сторону. Согласитесь, что шансы разъехаться с препятствием в этом случае возрастают.

Система ABS сохраняет необходимое и эффективное сцепление автомобильных колес с дорожным покрытием. А это уже дает возможность контролировать поведение машины в тех или иных ситуациях. Сами же колеса не блокируются, а сохраняют свою подвижность. Тогда, когда они плотно зажаты, дополнительную опасность представляют любые неровности дорожного полотна. Представим себе экстренное торможение, при котором к тому же заблокированы колеса — в этом случае очень высока вероятность заноса. Такая ситуация запросто может превратить любимый автомобиль в груду железа.

Возможные неисправности АБС и их причины

О неисправности модуля АБС могут свидетельствовать следующие «симптомы»:

  • сигнал датчика на приборной панели;
  • существенное увеличение тормозного пути автомобиля;
  • ухудшение поведения на поворотах.

Чаще всего встречаются следующие неисправности.

  • Обрыв или замыкание кабеля. Датчик системы и электронный блок управления авто соединяются между собой с использованием кабеля. В случае нарушения его целостности происходит полная потеря контакта, подача тока меньшего напряжения на ЭБУ или замыкание. В результате блок управления получает недостоверную информацию с колес, и система перестает работать надлежащим образом. «Лечится» проблема заменой кабеля.
  • Поломка датчиков. Из строя могут выйти непосредственно датчики. Причин поломки может быть очень много: окисление контактов, перегорание обмотки на индукционном устройстве, порча пластины на датчике Холла. Обычно в перечисленных ситуациях ЭБУ распознает приборы как рабочие. В результате он не получает необходимой информации и АБС перестает нормально функционировать. Устраняют проблему заменой вышедшего из строя датчика.
  • Разный рисунок протектора или давление шин. При спуске или более грубом протекторе колесо начинает притормаживать. Если этот процесс будет достаточно интенсивным, то его распознают датчики. В результате в системе произойдет ложное срабатывание. Проблему устраняют подкачкой колеса или заменой покрышки.
  • Механические повреждения колеса. В результате дефектов сепараторов подшипников ступицы, решетки вблизи ротора или других дефектов считывание информации о скорости происходит некорректно. В результате на ЭБУ поступает недостоверная информация и система работает неправильно. Для устранения проблемы устраняют неисправности колес.

Правильное торможение без АБС

Каждому водителю следует осознавать, что недостаточно просто вовремя воспользоваться педалью тормоза. Так как если при большой скорости резко нажать на тормоз, то колеса автомобиля блокируются, в результате чего не будет сцепки колес с дорожным покрытием. Покрытие дороги может быть разным, поэтому и скорость скольжения колес будет разная. В результате транспортное средство перестает быть управляемым и может легко пойти в занос. Если владелец автомашины неопытный, то контролирование направления автомобиля может выдаться ему не по силам.

Самое главное в таком торможении – это не допустить, чтобы колеса жестко заблокировались, в результате чего транспортное средство идет в занос. Во избежание таких случаев, рекомендуется применение приема прерывистого торможения. Для осуществления такого правильного торможения, необходимо периодически с маленьким интервалом то нажимать, то отпускать педаль тормоза, и ни в коем случае нельзя держать педаль тормоза нажатой до полной остановки. С помощью такой простой методики торможения, можно контролировать автомобиль несмотря на качество поверхности дороги.

Однако необходимо учитывать простой человеческий фактор – водитель в непредвиденной ситуации способен растеряться и все правила торможения могут просто вылететь у него с головы. Для контроля транспортного средства в подобных экстренных ситуациях и была разработана антиблокировочная система торможения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий